Применение аэрации для обезжелезивания воды
Использование реагентов-окислителей для обезжелезивания воды
Промышленные способы осаждения гидроксида железа
Обезжелезивание воды в результате каталитического окисления с последующей фильтрацией
Системы обезжелезивания воды на основе ионообменных смол
Железо может присутствовать в воде в растворенном виде, нерастворенном виде, а также в составе органических соединений. Обезжелезивание воды позволяют устранить опасность для здоровья, которое несет избыточное содержание этого металла.
Для удаления растворенного железа его необходимо сначала перевести в нерастворенное состояние. Для этого используется аэрация, то есть окисление кислородом, или добавление в воду реагентов – окислителей. В качестве реагентов обычно выступает хлор, перекись водорода или озон. В результате реакции железо образует нерастворимые соединения, которые могут быть отфильтрованы или удалены путем отстаивания.
Рассмотрим подробнее основные технологии, которые используются в работе фильтров для очистки воды от железа.
Применение аэрации для обезжелезивания воды
Аэрация предусматривает подачу атмосферного воздуха в воду при помощи компрессора либо инжектора, или за счет фонтанирования. В результате контакта с кислородом железо окисляется и переходит в трехвалентное состояние. Обезжелезивание воды путем аэрации не используется самостоятельно, это практически всегда один из этапов очистки воды.
Способ проведения аэрации зависит от результатов химического анализа воды. Если в составе воды обнаружено не более 40 мг на литр свободной углекислоты и не более 0,5 мг на литр сероводорода, вполне достаточно будет фонтанирования или обустройство открытой емкости, в которой вода переливается наподобие компактного водопада. При более высоких концентрациях требуется подача воздуха под давлением при помощи, например, компрессора.
После того, как железо оказывается в нерастворимых соединениях его можно отфильтровать, или же дать отстояться в специальных емкостях. Если изначальная концентрация железа была сравнительно невелика, то очищенная таким образом вода уже будет пригодной для питья.
Использование реагентов-окислителей для обезжелезивания воды
Чтобы сделать процесс окисления двухвалентного железа более интенсивным в воду добавляют реагенты, самый распространенный из которых – это хлор. Стоит отметить, что применение хлора дает возможность уничтожить и биологические примеси в воде. В тоже время, хлор портит вкусовые качества воды и в значительных количествах является ядом для человеческого организма.
Очень эффективным способом очистки показало себя озонирование воды. Озон позволяет не только ускорить окисление растворенного железа, но и уничтожает все биологические примеси, а также содержащие железо органические соединения. Главный недостаток данной технологии это высокая стоимость, а кроме того, необходимо контролировать концентрацию озона, поскольку это сильнейший окислитель, далеко не безвредный для организма человека.
Промышленные способы осаждения гидроксида железа
Поскольку при обычных условиях частицы гидроксида железа имеют очень малый размер в 1 -3 мкм, то осаждение происходит очень медленно. Отфильтровать столь мелкие частицы тоже очень сложно, может потребоваться несколько ступеней фильтрации. В промышленных условиях, для того, чтобы увеличить скорость очистки, в воду добавляют коагулянты.
Для бытовых систем очистки воды, используемые в промышленности технологии – не подходят. Причина в невысокой скорости фильтрации и низкой эффективности очистки от органического железа. Для бытовых фильтров более перспективными оказались технологии очистки воды, основанные на каталитическом окислении и ионообмене.
Обезжелезивание воды в результате каталитического окисления с последующей фильтрацией
Основанные на данной технологии системы очистки имеют довольно высокую производительность, от половины до двадцати кубометров воды в час. Они широко используются на небольших предприятиях или в качестве системы водоочистки коттеджей.
Для инициации реакции окисления внутрь резервуара фильтра засыпается специальный материал, как правило, в виде гранул. Для засыпки используются как природные, так и синтетические материалы. Подобные системы достаточно эффективно удаляют из воды соединения железа и марганца в низкой и средней концентрации.
Системы обезжелезивания воды на основе ионообменных смол
Очистка ионообменным способом, то есть при помощи катионитов, не требует применения окислителей. Катиониты способны удалять из воды растворенное двухвалентное железо, а также другие металлы, в первую очередь магний и кальций.
В то же время, нерастворенное трехвалентное железо и иные механические примеси оседая на поверхности ионообменной смолы, могут существенно снизить эффективность очистки. К появлению пленки на поверхности смолы приводит и наличие в воде органических примесей. Сильно зависит эффективность ионообменной фильтрации и от такого параметра, как pH воды.
Наличие столь существенных ограничений привело к тому, что ионообменные смолы используются на завершающих стадиях очистки, когда требуется снизить концентрацию железа, марганца и кальция в воде до минимальных значений.
Достаточно часто ионообменные фильтры используют в промышленных системах очистки воды для борьбы не столько с железом, сколько с калием и марганцем, которые являются причиной образования накипи. То есть обезжелезивание воды с применением ионообменных смол еще и снижает жесткость воды.
Почему так важно очищать воду от железа? Смотрите специальный репортаж:
